Înțelegerea noastră despre univers și despre Calea Lactee este construită pe un edificiu de cunoștințe individuale, toate legate între ele. Dar fiecare dintre aceste piese este doar atât de exactă. Cu cât putem fi mai exacte una dintre cunoștințele, cu atât este mai exactă înțelegerea noastră asupra întregului lucru.
Epoca stelelor este o astfel de piesă. Ani de zile, astronomii au folosit o metodă de determinare a vârstei stelelor care are o marjă de eroare de la 10% la 20%. Acum, o echipă de oameni de știință de la Universitatea Aeronautică Embry-Riddle a dezvoltat o nouă tehnică pentru a determina vârsta stelelor cu o marjă de eroare de doar 3% până la 5%.
Tehnicile actuale de întâlnire a stelelor se bazează pe observarea stelelor pe secvența principală, care seamănă cu capota adultă pentru stele. Tehnica privește stele care au început să „moară”, ceea ce înseamnă, în acest caz, că își epuizează hidrogenul. Mai mult decât atât, oamenii de știință pot spune, de obicei, vârsta unei stele, doar identificând vârsta populației din care fac parte. Ei cunosc vârsta unor stele individuale, dar mai ales cunoaștem vârsta grupărilor de stele decât stelele individuale.
Motivele sunt destul de complexe, dar tehnicile noastre de întâlnire cu stele au dus la concluzii ciudate, destul de evident imposibile, cum ar fi găsirea grupurilor de stele din Calea Lactee mai vechi decât Calea Lactee.
Tehnica dezvoltată de o echipă de la Embry-Riddle, condusă de profesorul de fizică și astronomie Dr. Ted von Hippel, se bazează pe măsurătorile piticilor albe, mai degrabă decât pe stelele principale ale secvenței. Piticele albe sunt resturi de stele care au părăsit secvența principală după ce au rămas fără combustibil. Soarele nostru își va încheia viața ca pitic alb.
Noua tehnică măsoară masa, temperatura suprafeței și dacă atmosfera sa are hidrogen sau heliu.
„… Știind dacă există hidrogen sau heliu la suprafață este important deoarece heliul radiază căldura departe de stea mai ușor decât hidrogenul.”
Dr. Ted von Hippel, profesor de fizică și astronomie, Universitatea Embry-Riddle.
"Masa stelei contează pentru că obiectele cu o masă mai mare au mai multă energie și necesită mai mult timp pentru a se răci", a declarat von Hippel, directorul Observatorului de Științe Fizice ale Embry-Riddle și al telescopului Ritchey-Chretien de 1,0 metri. „Acesta este motivul pentru care o ceașcă de cafea rămâne fierbinte mai mult decât o linguriță de cafea. Temperatura suprafeței, cum ar fi cărbunii petrecuți într-un foc de tabără care a fost stins, oferă indicii despre cât timp a murit focul. În cele din urmă, a ști dacă există hidrogen sau heliu la suprafață este important, deoarece heliul radiază căldura departe de stea mai ușor decât hidrogenul. "
Masa unei stele este încă esențială pentru determinarea vârstei și este încă dificilă, în special pentru populațiile mari de pitici albe. Dar, datorită satelitului Gaia, acesta devine tot mai ușor.
Noua metodă a profesorului von Hippel profită de datele furnizate de misiunea Gaia a Agenției Spațiale Europene. Gaia realizează o hartă 3D a Căii Lactee prin măsurarea vitezei poziționale și radiale de aproximativ 1 miliard de stele pe Calea Lactee și în Grupul Local. Gaia măsoară distanțele de stele cu o acuratețe extremă și de asta a profitat echipa lui von Hippel.
Gaia a putut măsura distanțele de stele cu o mare precizie, iar von Hippel și echipa sa au utilizat acea precizie pentru a determina raza stelelor în funcție de luminozitatea lor. De acolo, ei au folosit informațiile existente cu privire la raportul masă-rază al stelei pentru a determina masa, un ingredient care lipsește în determinarea vârstei unei stele.
Atingerea finală, care ajută să ofere preciziei noii tehnici, este să descoperi metalicitatea stelei. Metallicitatea se referă la abundența diferitelor elemente chimice din stea. Aceste informații le permit să rafineze vârsta stelei.
La recenta întâlnire a Societății Astronomice Americane, membrii echipei lui von Hippel au prezentat două afișe asupra activității lor. Prima s-a concentrat pe o pereche de stele binare cu o pitică albă și o stea principală. Al doilea s-a concentrat pe o pereche binară de pitici albi.
„Următorul nivel de studiu va fi determinarea cât mai multor elemente din tabelul periodic pentru steaua secvenței principale din aceste perechi.”
Dr. Ted von Hippel, profesor de fizică și astronomie, Universitatea Embry-Riddle.
„Următorul nivel de studiu va fi să determine cât mai multe dintre elementele din tabelul periodic pentru steaua secvenței principale din aceste perechi”, a spus von Hippel. „Asta ne-ar spune mai multe despre evoluția chimică galactică, bazată pe modul în care diferite elemente construite de-a lungul timpului ca stele s-au format în galaxia noastră, Calea Lactee.”
Von Hippel spune că metoda este încă în curs de dezvoltare și poate fi încă luată în considerare în faza sa preliminară. Dar are multe promisiuni, iar echipa speră că în cele din urmă vor învăța vârstele tuturor piticilor albi din setul de date Gaia. „Acest lucru ar putea permite cercetătorilor să avanseze în mod semnificativ înțelegerea noastră în ceea ce privește formarea stelelor pe Calea Lactee”, a spus von Hippel.
Von Hippel a notat o comparație între domeniul arheologiei și cel al astrofizicii. În arheologie, folosim datarea cu carbon pentru a determina vârsta tuturor tipurilor de obiecte: instrumente, structuri, fosile, situri din epoca de piatră. Veacurile lucrurilor ne oferă o înțelegere a cronologiei evenimentelor de pe Pământ. Același lucru este valabil și pentru Univers.
„Pentru astronomii de astăzi, fără să știm vârsta diferitelor componente ale galaxiei noastre, nu avem context. Am avut tehnici pentru întâlnirea cu obiecte cerești, dar nu tocmai precis. ”
